冷凍掃描電子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)

冷凍掃描電子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)

如果有生物體系的結(jié)構(gòu)需要用到電鏡方法來(lái)研究的話(huà)，就會(huì)面臨兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是如何保存生物分子生活狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，另外就是在電鏡下觀(guān)察生物大分子時(shí)，觀(guān)察的對(duì)象其實(shí)是三維結(jié)構(gòu)，但是電鏡圖像中顯示的確實(shí)這些三維結(jié)構(gòu)的二維投影，這兩點(diǎn)是掃描過(guò)程中難以對(duì)付的兩種樣品問(wèn)題。

對(duì)于如何保存生物分子生活狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，早期的干燥樣品的金屬投影或者負(fù)染的方法顯然是不符合要求的，這是因?yàn)楦稍镞^(guò)程中分子本身的形態(tài)就會(huì)發(fā)生改變，而用于增加反差的重金屬也會(huì)掩蓋分子的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。冷凍電鏡方法的出現(xiàn)使得這些問(wèn)題得到了解決。

由于冷凍掃描電子顯微鏡的特殊制備方法，使得生物分子樣品可以在含水的狀態(tài)下被電鏡觀(guān)察到，所以更接近生活狀態(tài)。不僅如此，因?yàn)槔鋬鲞^(guò)程是可以在數(shù)毫秒內(nèi)完成，因此可以利用掃描電子顯微鏡來(lái)捕捉那些轉(zhuǎn)瞬即逝的生化過(guò)程。

在觀(guān)察生物大分子時(shí)，由于觀(guān)察不到三維結(jié)構(gòu)，因此必須解決由生物分子的二維電鏡推知三維結(jié)構(gòu)的方法問(wèn)題，這就是三維重構(gòu)方法。

冷凍電鏡方法結(jié)合三維重構(gòu)技術(shù)近年來(lái)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展，與X射線(xiàn)掃描電鏡和核磁共振等傳統(tǒng)的測(cè)定蛋白質(zhì)分子三維結(jié)構(gòu)的方法相比較，它具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

（1）能夠保持生物樣品的活性和功能狀態(tài)

（2）無(wú)需制備晶體樣品，適合難于結(jié)晶的大分子以及復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)的判定

（3）結(jié)合掃描電子顯微鏡等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)顯微制樣、數(shù)據(jù)收集、三維重構(gòu)的全過(guò)程的自動(dòng)化或者半自動(dòng)化，為快速解析大分子極復(fù)合的三維結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)

關(guān)鍵詞：冷凍電子掃描顯微鏡、電子掃描顯微鏡、生物分子、生物樣品